Революция в инфрачервения диапазон: RWTH Aachen представя новаторска технология!

Революция в инфрачервения диапазон: RWTH Aachen представя новаторска технология!

На 13 май 2025 г. изследователски екип на RWTH Aachen, ръководен от професор Томас Таубнер, обяви новаторски метод за производство на оптични инфрачервени компоненти. Тази разработка, създадена в сътрудничество с институтите Fraunhofer за производствени технологии (IPT) и лазерни технологии (ILT), хвърля нова светлина върху наличието и функционалността на инфрачервената оптика.

Инфрачервената светлина остава невидима за човешкото око, но играе решаваща роля в много области като обработка на материали, LIDAR технология и термовизионни камери. Традиционно оптиката, необходима за това, е скъпа и трудна за получаване, тъй като трябва да се произвежда в малки серии. С тази нова технология това може да се промени бързо.

Иновативни материали и техники

Иновативният метод се основава на използването на мета-повърхности в комбинация с фазово променящия се материал индиев антимонид телурид (In3SbTe2). Този материал има способността да превключва между диелектрична аморфна и метална кристална фаза чрез насочено лазерно лъчение. Тези свойства позволяват метални наноантени с микронни размери да бъдат оптично програмирани, за да създадат персонализирани оптични компоненти за специфични приложения.

Разработките се основават на дисертацията на Андреас Хеслер, която също е написана под ръководството на професор Таубнер и Матиас Вутиг в RWTH Аахен. Heßler разработи концепции за локално оптично програмиране на инфрачервени метаповърхности на материал с промяна на фазата. Тези мета-повърхности се състоят от периодично подредени антени, известни също като мета-атоми, и са обещаващи за производството на компактна и многофункционална оптика.

Функционалности и приложения

Централна иновация на тази технология е програмируемостта. Това позволява голямо разнообразие от манипулации на амплитудата и фазата на светлината на всеки отделен мета-атом. Изследванията вече показват експериментално, че резонансите на антената могат да бъдат изместени, отваряйки нови възможности за телекомуникации, термични изображения и медицинска диагностика.

Потенциалните приложения на тази технология включват високоефективни, ултракомпактни и активни оптични елементи, включително регулируеми лещи, динамични холограми и модулатори на пространствена светлина. Резултатите от това изследване са не само крайъгълен камък в оптиката, но също така биха могли да положат основата за нови пазари в областта на инфрачервените оптични компоненти.

Изследванията и развитието на метаматериали, особено тези, съставени от материали с фазова промяна, са в съответствие с настоящите тенденции. Функционалности с възможност за персонализиране и превключване на ниво метаатом отварят нови степени на свобода при проектирането на активни фотонни компоненти. Тези постижения са не само теоретични по природа, но са подкрепени от числени методи за изследване на метаматериали с хибридна фазова промяна за разработване на нови среди за оптичния и инфрачервения спектрален диапазон.

Сътрудничеството между RWTH Аахен и институтите Fraunhofer илюстрира ролята на Photonics Cluster като място за иновации. Тези подходи биха могли не само да укрепят икономическото състояние на участващите институции, но и да ускорят технологичното развитие в Германия.